给水处理课程设计某城市给水厂工艺设计

1、辽 宁 工 业 大 学给水处理 课程设计（论文）题目： 某市给水厂工艺设计 院（系）： 土木建筑工程学院 专业班级： 给排水112班 学 号： 110504038 学生姓名： 丁学斌 指导教师： 赵丽红 教师职称： 副教授 起止时间： 2014年12月1日2014年12月14日课程设计（论文）任务及评语院（系）： 土木建筑工程学院 教研室：给排水教研室学 号110504038学生姓名丁学斌专业班级给排水112班课程设计（论 文）题 目 某市给水厂工艺设计课程设计（论文）任务设计内容包括：1给水厂处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计,要求绘制部分主要构筑物的

2、施工图；2给水厂的平面布置，包括给净水构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；3给水厂竖向布置及高程计算。具体要求：1给水厂平面图1张、高程图1张。2主要净水构筑物图1张。3设计计算说明书1份。指导教师评语及成绩成绩平时20%计算书30%图纸30%答辩20%合计指导教师签字： 学生签字： 年 月 日目录第一章 设计概况-2第二章 净水构筑物设计计算 -3第一节 投药工艺计算-3第二节 混合设备的选择-4第三节 絮凝池的设计计算-5第四节 沉淀池设计计算-8第五节 滤池设计计算-13第六节 消毒工艺计算-17第七节 清水池设计计算-17第三章 水厂平面及高程布置第一节 水厂平面布置-20

3、第二节 水厂高程布置-21参考文献-23第一章 设计概况一、设计题目某城市给水厂工艺设计二、设计资料1城市人口8万人。城市地势比较平坦，没有较大起伏。水厂的地面标高为35m。给水厂拟建在城市的东南部，设计水量3.6万，自用水系数为0.07。2年平均气温10，最高气温40，最低气温-22。3.年降水量为650mm，风向为西南风，冰冻线深1.0m。4.城市土壤为亚粘土，地下水位深度5.0m。5. 给水水源（地面水源） 位于城市东面，自南向北流。 最大流量3000m3/s，最小流量200m3/s。 最小流速2m/s。 最高水位26m，常水位25m，最低水位23m，冰冻期水位24m。 最低水位时间河宽

4、60m。 冰的最大厚度1.0m。 不通航的河流。6. 水源水质 表1-2-1序号名称单位分析结果1pH值6.58.52总硬度mg/L CaCO3410碳酸盐硬度mg/L CaCO3360非碳酸盐硬度mg/L CaCO3503碱度mg/L404平均浊度mg/L1000最高浊度mg/L2000最低浊度mg/L105色度度156水的臭和味级27溶解性固性mg/L5908水温最高22最低19细菌总数个/mL300010大肠菌群个/L157城市地下水资料 1）地下水水量情况：水量不足2）地下水水质情况：水质较差第二章 净水构筑物设计计算流量计算第一节 投药工艺计算一、选择药剂及加药量,根据原水水质和水温

5、，参考有关净水厂的运行经验，选择碱式氯化铝为混凝剂。最大投加量为，最低，平均。二、设计计算1、混凝剂配制和投加碱式氯化铝投加浓度为。采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。2、溶液池容积药剂的最大投加量设计流量溶液浓度调配次数溶液池设置两个，每个容积，形状为矩形，尺寸为：其中包括超高，以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。3、溶解池容积溶解池放水时间采用，放水量查水力计算表的放水管管径，相应流速溶解池有效高度取,超高,设计尺寸为，为方便投置药剂，采用半地下式，池顶高出地面，则实际深度，池底坡度为，在加药间底部，一般采用机械搅拌装置加速溶解，并设管径排渣管一根。4、加药间与药库的尺寸加药间 长6.6

6、m 宽6.6m药库 长1.2m 宽1.2m第二节 混合设备的选择一、 管式静态混合器采用热浸镀锌管式静态混合器，近期采用两个二、设计计算每个混合器处理水量为,水流速度取。静态混合器设3节混合元件混合器直径为：所以选取直径为水头损失为：第三节 絮凝池的设计计算一、设计参数采用折板絮凝池，分为两组，每组设计水量为絮凝时间 ；水深 二、设计计算1、每组分为两个系列 每个系列絮凝池流量： 每个系列絮凝池容积： 每个系列池子的面积： 每个系列池子的净宽： 为了与沉淀池配合，每个系列絮凝池的净长度为2、絮凝池的布置絮凝池的絮凝过程为三段：第一段 第二段 第三段 将每个系列絮凝池分为5格，每格的净宽度为。第

7、一、二、三、四格采用单通道同波折板；第五格采用直板。3、折板尺寸及布置折板采用钢丝水泥板，折板宽度，厚度，折角，折板净长度。4、絮凝池实际宽度考虑到折板所占宽度为，实际宽度为5、各格折板的间距及实际流速第一、二格第三、四格 第五格 6、孔洞的计算第一段：， 设计中取孔洞的高为，长度为 第二段：， 设计中取孔洞的高为，长度为 第三段：， 设计中取孔洞的高为，长度为7、水头损失（1）第一格为单通道同波折板式中每一转弯的阻力系数 转弯的个数 板间流速， 转弯或孔洞的水头损失， 计算数据如下：第一格通道数为4，单通道转弯为7，折角为，（2）第二格的计算同第一格（3）第三格为单通道同波折板第三格通道数为

8、4，单通道转弯为7，折角为，（4）第四格计算同第三格（5）第五格为单通道直板 式中转弯处阻力系数 转弯次数 平均流速，计算数据如下：第五格通道数为3，两块直板，转弯次数，进口、出口孔洞2个转弯，进出口孔，8、絮凝池各段的停留时间第一、二格水流停留时间为：第三、第四格均为第五格水流停留时间为：9、絮凝池各段的值 水温， 第一段（异波折板） 第二段（同波折板） 第三段（直板） 絮凝的总水头损失，絮凝时间满足要求第四节 沉淀池设计计算采用两组斜管沉淀池，每组设计水量为1. 池子尺寸采用斜管上升流，流速为 （1） 斜管断面面积池宽度采用（斜管尺寸为，池宽取8组单体斜管的宽度）选用基本型木质斜管（，倾角

9、，斜管容积利用率采用），倾斜区安装长度为：（2） 斜管区长度斜管容积利用率采用，池体容积利用率采用，则实际所需面积为：斜管区长度为取用。（3） 池子总长池子沉淀区 池体结构尺寸考虑0.2m，则池子同向流的长度沉淀池总长为：（4） 池子高度配水区高度 斜管区高度 集水区高度 有效水深为：，超高取0.3m。（5） 池子有效容积（6） 沉淀池停留时间2. 集水系统采用淹没孔口式集水槽（1） 集水槽布置沿池长方向布置4条集水槽。（2） 集水槽中心距（3） 每槽计算流量（4） 集水槽宽度，取。（5） 起端槽内水深，取。（6） 末端槽内水深，取。（7） 集水总渠宽度（8） 集水总渠中水深（9） 集水槽开孔

10、计算采用集水槽孔口自由出流。取孔口前水头为，孔口流量系数，则每条集水槽所需孔眼面积：采用孔，每孔面积：集水槽两边开孔，则每边开孔数为：，取。集水槽超高取0.2m。集水槽为非满流集水，取集水槽跌落差0.1m，集水槽总渠跌落差取0.15m。3. 进（出）水管（槽）、排泥管（1） 总进水管进水流量查表得：DN900钢管，（2） 进水支管支管流量查表得：DN600钢管，（3） 进水槽取进水槽中流速，则进水槽断面面积为：取槽高，则槽宽为：事故时校核：事故时一组池子运行，进水量为总进水量的，即此时若槽中流速，则槽面积为：取槽高，则槽宽为：考虑进水支管DN600的安装，采用：，。实际槽中流速为：（4） 出水

11、槽出水槽中流速取为，则出水槽断面面积为：考虑超越管DN800的安装，取槽宽。则槽高为：事故时出水量为，此时若槽中流逝，则槽面积为：取，则槽高为：实际采用，。实际槽中流速为：（5） 排泥管 反应池排泥管反应池采用穿孔管排泥。选用管径为DN200钢管。孔径为，孔眼向下与垂直线成角，分两行交叉排列，孔眼间距为。 沉淀池排泥管沉淀池采用多斗式排泥。每两斗为1组，横向并联布置。第五节 滤池设计计算采用重力式无阀滤池1.设计数据 设计水量采用6格，每格设计水量为： 滤速 冲洗强度 冲洗历时 期终允许水头损失 2.滤池平面尺寸（1）滤池平面面积冲洗连通管采用边长为0.35m的等腰直角三角形，混凝土壁厚0.0

12、8m，4条连通管占去平面面积为：（2）平面尺寸滤池采用尺寸为：实际面积为实际滤速为：3.滤池高度底部集水区高度 0.3m滤板高度 0.1m滤料层高度 0.8m砾石承托层高度 0.20m净空高度 0.40m顶盖高度 0.40m冲洗水箱高度（2池合用1个水箱）超高 0.15m滤池总高度 4.60m4.几个主要控制标高 滤池出水口标高=滤池总高度-滤池入土深度-超高=4.60-0.50-0.15=3.95m。 虹吸辅助管管口标高=滤池出水口标高+期终允许水头损失值=3.95+1.70=5.65m。 进水分配箱箱底标高=虹吸辅助管管口标高-防止空气旋入的保护高=5.65-0.5=5.15m。 进水分配

13、箱堰顶标购的计算如下。进水管水头损失：集水管，选用管径DN400钢管，流速，管长。进水管局部阻力系数（包括管道进口，弯头3个，三通1个）进水管水头损失：进水分配箱堰顶标高=虹吸辅助管管口标高+进水管水头损失+1015cm的安全高度=5.65+0.12+0.13=5.90m。 5.虹吸管管径（采用反算法）（1）主虹吸管管径的额定流量反冲洗流量因反冲洗时不停止进水，虹吸管流量（2）额定流量时的管段流速与水力坡降 假定虹吸上升官管径为DN500，则查的其管中流速，该段管长为。 假定虹吸下降管管径为DN450，则此时其管中流速，该段管长。 三角形连通管，共4根，每根断面积。其反冲洗时流速由得其中水力半

14、径流速系数 （混凝土面的粗糙系数）所以每根连通管长度为（3）冲洗时各管段的水头损失（从水箱至排水井） 沿程水头损失 局部水头损失a) 连通管的进口与出口b) 挡水板处 c) 虹吸上升管进口d) 虹吸上升管三通e) 虹吸上升管弯头f) 虹吸下降管缩管g) 虹吸下降管出口 小阻力配水系统及滤层水头损失小阻力配水部分水头损失，根据所采用形式而定，滤板根据实测为，现采用。滤料层及支撑层（石英砂密度，滤料层膨胀前的孔隙率0.41，滤料层厚度0.8m）。总计水头损失冲洗水箱平均水位标高2.825m。故虹吸水位差=冲洗水箱平均水位标高-排水井堰口标高=2.825-（-0.7）=3.525m。此值略小于水头损

15、失，虹吸管可用。第六节 消毒工艺计算加氯间平面尺寸 长度3.0m 宽度9.0m氯库平面尺寸 长度14m 宽度9m第七节 清水池设计计算一 、平面尺寸计算1、清水池的有效容积清水池的有效容积包括调节容积、消防用水量和水厂自用水和安全储量。缺乏用水量变化规律的资料时，水厂的调节容积可凭运转经验，按照最高日用水量的估算。调节容积 消防用水量 水厂自用水 安全储量 清水池设置两个，可以单独工作，分别检修，每座清水池的有效容积为。2、清水池的平面尺寸每座清水池的面积 式中 每座清水池的面积 清水池的有效水深设计中取取清水池的宽度，则清水池的长度则请水实际有效面积清水池实际有效容积清水池超高取为，清水池的

16、总高二、管道系统1、清水池的进水管式中 清水池进水管管径 进水管管内流速，一般采用，设计中取设计中取进水管管径为，进水管的实际流速为。2、清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按照出水最大流量计：式中 时变化系数，一般采用，设计中取 设计水量出水管的管径设计中取出水管管径为，则流量最大时出水管的流速为。3、清水池的溢流管溢流管的直径与进水管直径相同，取为。在溢流管管端设置喇叭口，管上不设置阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。4、清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，因此应设排水管。排水管的管径按照2h内将池水放空计算。排水管内的流速按照估计，则排水管的管径设计中取为。

17、清水池的放空也常用潜水泵排水，在清水池低水位时进行。三、清水池布置1、导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于。每座清水池内设置导流墙5条，间距为，将清水池分成6格。在导流墙底部每隔设置的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。2、检修孔在清水池顶部设置圆形检修孔2个，直径。3、通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设置21个，每格设置3个，通气管的管径为，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。4、覆土厚度清水池顶部应有的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。第三章 平面布置及高程布置第一节 水厂平面布置一、工艺流程的布置水厂的工

18、艺流程布置，使水厂布置的基本内容，由于厂址地形和进出水管方向等的不同，流程布置可以有各种方案，但必须考虑以下原则：1、流程力求简单，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小。构筑物应尽量靠近，便于操作管理和联系活动。2、尽量适应地形，因地制宜地考虑流程，力求减少土石方量。地形自然坡度较大时，应尽量顺等高线布置，必要时可采用台阶式布置。在地质变化较大的厂址中，构筑物应结合工程地质情况布置。3、注意构筑物朝向：净水构筑物一般无朝向要求，但如滤池的操作廊、二级泵房、加腰间、化验室、检修间、办公楼则有朝向要求。4、考虑近远期的协调：当水厂明确分期进行建设时，流程布置应统筹兼顾，即要有近期的完整性，又要

19、有分期的协调性，布置时应避免近期占地过早过大。根据当地的情况水厂的工艺流程布置类型采用直线型。从进水到出水整个流程呈直线型，这种布置，生产联络管线短，管理方便，有利于日后扩建。二、平面布置当水厂的主要构筑物的流程布置确定后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置，布置时应注意下列要求。1、按照功能，分区集中：将工作上有直接联系的辅助设施，尽量予以靠近，以利于管理。一般水厂可分为生产区、生活区、维修区。2、注意净水构筑物扩建时的衔接：净水构筑物一般逐组扩建，但二级泵房、加药间，以及某些辅助设施，不宜分组过多，为此在布置平面时，应郑重考虑远期净水构筑物扩建后的整体性。3、考

20、虑物料运输、施工和消防要求：日常交通、物料运输和消防通道是水厂设计的主要目的，也是水厂设计的主要组成。4、因地制宜和节约用地：水厂布置应避免点状分散，以致增加道路，多用土地。根据当地的情况因地制宜，生活区将值班室，车库，办公实验楼，食堂、茶炉房、浴室，宿舍等建筑物组合为一区，放置在进门附近，便于外来人员的联系，而使生产系统少受外来的干扰。加药间靠近沉淀池附近，形成相对完整的加药区。维修车间，仓库组合为一个区，这一区占用场地较大，与生产系统有所隔离，独立成为一个区块。三、水厂绿化及道路绿化是水厂设计中的一个组成部分，它是美化环境的重要手段。水厂绿化常由绿地、花坛、绿带等组成。水厂道路一般分为三类：主场道、车行道、步行道。1、主厂道是水厂中人员和物料运输的主要道路。主厂道应与厂外的入厂道路相连接，一直伸向厂区内的某一适当地方。主厂道路宽度一般为。2、车行道：车行道为厂区内各主要建筑物或构筑物间的联通道路。水厂的车行道一般为单车道，宽度常为左右。3、步行道：步行道是水厂的辅助道路。它是满足场内工作人员的步行交通及小型物件的人力搬运的需要，宽度一般为。第二节 水厂高程布置水厂处理构筑物高程布置应充分利用原有地形坡度，各构筑物间应采用重力流。构筑物间的水面高差即流程中的水